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Die Erfindung betrifft einen medizinischen Arbeitsplatz mit einem Magnetresonanzgerät und einem medizinischen Roboter.
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Die
US 2008/0161830 A1 offenbart einen medizinischen Arbeitsplatz mit einem Magnetresonanzgerät und zwei Roboterarmen. Jeder der Roboterarme umfasst ein medizinisches Instrument und sechs Freiheitsgrade. Beide Roboterarme sind klein genug, um gemeinsam innerhalb des Magnetresonanzgerätes angeordnet zu werden und die Bewegungen beider Roboterarme lassen sich fernsteuern. Beide Roboterarme bestehen vollständig aus einem nicht-magnetischen Material einschließlich ihrer Aktuatoren und ihrer Strukturen.
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Die
US 2006/0149147 A1 offenbart eine medizinische Vorrichtung mit einem Roboterarm, an dem ein Führungsgerät angeordnet ist. Das Führungsgerät umfasst an einem seiner Enden einen Haltebereich zum Halten einer medizinischen Vorrichtung, beispielsweise einer Ablationssonde oder einer Biopsienadel.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Möglichkeit einer robotergeführten medizinischen Vorrichtung für einen medizinischen Arbeitsplatz mit einem Magnetresonanzgerät anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen medizinischen Arbeitsplatz, aufweisend ein Magnetresonanzgerät und einen medizinischen Roboter mit einem Roboterarm, der mehrere, hintereinander angeordnete, über Gelenke verbundene Glieder und eine Befestigungsvorrichtung aufweist, die jeweils zumindest teilweise aus einem magnetischen Material gefertigt sind, wobei der medizinische Roboter eine elektronische Steuervorrichtung, mit der elektronischen Steuervorrichtung verbundene, zum Bewegen des Roboterarms vorgesehene Antriebe und eine Verlängerungsvorrichtung umfasst, die mit einem ihrer Enden an der Befestigungsvorrichtung befestigt ist und an ihrem anderen Ende eine Haltevorrichtung zum Befestigen eines medizinischen Instrumentes umfasst, wobei die Verlängerungsvorrichtung zumindest in den Bereichen außerhalb demjenigen Ende, an dem die Verlängerungsvorrichtung an der Befestigungsvorrichtung befestigt ist, vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt ist, und wobei der medizinische Roboter eingerichtet ist, das medizinische Instrument in einen Behandlungsbereich des Magnetresonanzgeräts zu bewegen.
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Der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz umfasst demnach das Magnetresonanzgerät und den medizinischen Roboter. Im Betrieb erzeugt das Magnetresonanzgerät ein magnetisches Feld, weshalb üblicherweise alle im Bereich eines Magnetresonanzgerätes angeordnete Geräte aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt sind. Der Roboterarm des medizinischen Roboters des erfindungsgemäßen medizinischen Arbeitsplatzes umfasst dagegen magnetische Materialien, sodass als Roboterarm ein Roboterarm eines Standard-Industrieroboters verwendet werden kann.
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Um jedoch das medizinische Instrument robotergesteuert in den Behandlungsbereich des Magnetresonanzgerätes zu bringen, umfasst erfindungsgemäß der medizinische Roboter die Verlängerungsvorrichtung. Diese ist mit ihrem einen Ende am Roboterarm befestigt und weist an ihrem anderen Ende die Haltevorrichtung für das medizinische Instrument auf. Die Haltevorrichtung ist im Wesentlichen aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt, zumindest jedoch in den Bereichen außerhalb demjenigen Ende, an dem die Verlängerungsvorrichtung an der Befestigungsvorrichtung befestigt ist. Dadurch stört die Verlängerungsvorrichtung das magnetische Feld im Behandlungsbereich nicht. Geeignete nicht-magnetische Materialien umfassen z.B. Holz, Kunststoff und/oder Keramik.
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Vorzugsweise ist die Verlängerungsvorrichtung vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt ist.
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Es ist also vorgesehen, dass sich während des Betriebs des Magnetresonanzgerätes das medizinische Instrument, welches insbesondere ebenfalls vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt ist, im Behandlungsbereich des Magnetresonanzgerätes befindet bzw. mittels des Roboterarms des medizinischen Roboters in den Behandlungsbereich hineinbewegt wird und somit dem magnetischen Feld des Magnetresonanzgerätes ausgesetzt ist. Somit befindet sich auch zumindest ein Teil der Verlängerungsvorrichtung innerhalb des Magnetresonanzgerätes bzw. im Behandlungsbereich, weshalb zumindest dieser Teil der Verlängerungsvorrichtung aus dem nicht-magnetischen Material gefertigt ist.
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Der Roboterarm des medizinischen Roboters befindet sich jedoch stets vollständig außerhalb des Behandlungsbereichs des Magnetresonanzgerätes und ist somit keinem oder nur einem relativ geringen magnetischen Feld ausgesetzt und stört daher wenn, dann nur unwesentlich eine Bildgebung des Magnetresonanzgerätes.
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Sollte das Magnetfeld derart stark sein, dass es versucht, den Roboterarm des medizinischen Roboters in den Behandlungsbereich des Magnetresonanzgerätes zu ziehen, dann wird dies durch ein entsprechendes Ansteuern der Antriebe des Roboterarms verhindert. Vorzugsweise ist daher der Roboterarm des medizinischen Roboters für eine große Traglast ausgelegt. Unter einer großen Traglast wird eine Traglast von größer 80 kg, vorzugsweise größer als 90 kg verstanden.
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Die Haltevorrichtung der Verlängerungsvorrichtung kann eingerichtet sein, dass an ihr das medizinische Instrument in unterschiedliche Orientierungen befestigbar ist. In diesem Fall kann die Verlängerungsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass die Orientierung des medizinischen Instruments relativ zur Befestigungsvorrichtung des Roboterarms beim Befestigen des medizinischen Instruments an der Haltevorrichtung einstellbar ist. Hierbei kann von einer Person eine Richtung des medizinischen Instruments vor einer Behandlung eines Patienten mit dem erfindungsgemäßen medizinischen Arbeitsplatz fest eingestellt werden. Die Orientierung des medizinischen Instruments relativ zum Patienten ergibt sich aus der Stellung des Roboterarms des medizinischen Roboters und der voreingestellten relativen Orientierung des medizinischen Instruments relativ zur Befestigungsvorrichtung des Roboterarms des medizinischen Roboters.
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Der medizinische Arbeitsplatz kann eine mit der elektronischen Steuervorrichtung verbundene Eingabevorrichtung aufweisen, mit der es einer Person ermöglich ist, den Roboterarm des medizinischen Roboters manuell zu bewegen.
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Die Verlängerungsvorrichtung kann wenigstens zwei Freiheitsgrade und einen mit der elektronischen Steuervorrichtung verbundenen Aktuator umfassen. Dadurch ergibt sich eine durch die elektronische Steuervorrichtung gesteuerte flexiblere Bewegung des medizinischen Instruments.
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Vorzugsweise kann der Aktuator im Bereich desjenigen Endes, an dem die Verlängerungsvorrichtung an der Befestigungsvorrichtung befestigt ist, angeordnet sein. Dann ist es möglich, dass der Aktuator zumindest teilweise aus einem magnetischen Material gefertigt ist.
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Vorzugsweise kann die Verlängerungsvorrichtung genau zwei Freiheitsgrade umfassen. In diesem Fall kann insbesondere die Haltevorrichtung derart ausgeführt sein, dass ihre Orientierung relativ zur restlichen Verlängerungsvorrichtung mittels des Aktuators und gesteuert durch die elektronische Steuerungsvorrichtung im Betrieb des medizinischen Roboters veränderbar ist.
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Ist der Aktuator im Bereich des Endes, mit dem die Verlängerungsvorrichtung an der Befestigungsvorrichtung des Roboterarms befestig ist, angeordnet, dann umfasst insbesondere die Verlängerungsvorrichtung eine mit dem Aktuator und der Haltervorrichtung gekoppelte Übertragungsvorrichtung. Diese ist vorzugsweise komplett aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt. Die Übertragungsvorrichtung umfasst z.B. ein Gestänge, ein Seil, eine Pneumatik und/oder eine Hydraulik.
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Aufgrund des weiteren Freiheitsgrad ergibt sich eine weitere Achse zur Orientierungsführung des medizinischen Instrumentes insbesondere mittels der Eingabevorrichtung und gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung. Insbesondere kann die elektronische Steuervorrichtung derart eingerichtet sein, dass sie die kartesische Position des medizinischen Instruments berechnen und umgekehrt auch bahngeführt zu einer kartesischen Zielposition hinfahren kann. Dadurch ist es möglich, automatisch Positionen für das medizinische Instrument anzufahren, die in der MR-Bildgebung markiert werden. In diesem Fall ist vorzugsweise die Führung des medizinischen Instruments Bestandteil der Steuerung des medizinischen Roboters und kann in eine Bahnplanung des medizinischen Roboters integriert sein. Dies ermöglicht eine differenzierte Therapieplanung, mit der bildgebungsgestützt ein verbesserter, wenn nicht gar idealer Zugang zum Behandlungsbereich ermittelt werden kann und erst nach Abschluss der Therapieplanung die Therapie voll- oder teilautomatisch durchgeführt werden kann.
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Der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz erlaubt gegebenenfalls eine schnellere Behandlung, da das medizinische Instrument zusätzlich bewegt werden kann. Die zusätzliche Bewegung des medizinischen Instruments kann ohne Zeitverzögerung von außerhalb erfolgen.
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Der Roboterarm kann kartesisch automatisch gesteuert direkt in Instrumentenrichtung zu den Zielkoordinaten des Zielgebietes vordringen ohne Versuch und Irrtum.
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Mit dem medizinischen Arbeitsplatz kann ein Patient behandelt werden. Dieser liegt während der Behandlung vorzugsweise auf einer Liegefläche einer Patientenliege.
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Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen medizinischen Arbeitsplatzes umfasst dieser eine Patientenliege, welche einen insbesondere für große Traglasten ausgelegten weiteren Roboterarm aufweist, der mehrere, hintereinander angeordnete, über Gelenke verbundene Glieder und eine Befestigungsvorrichtung aufweist, die jeweils zumindest teilweise aus einem magnetischen Material gefertigt sind. Die Patientenliege umfasst zum Bewegen des weiteren Roboterarms vorgesehene Antriebe und eine vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigte Liegefläche, welche an einem ihrer Enden an der Befestigungsvorrichtung des weiteren Roboterarms befestigt ist.
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Die Antriebe des weiteren Roboterarms können z.B. mit der elektronischen Steuervorrichtung des medizinischen Roboters angesteuert werden. Vorzugsweise umfasst die Patientenliege eine weitere elektronische Steuervorrichtung, die für eine Bewegung des weiteren Roboterarms mit den Antrieben der Patientenliege verbunden ist. Die weitere elektronische Steuervorrichtung ist vorzugsweise mit der elektronischen Steuervorrichtung des medizinischen Roboters verbunden, um mit dieser zu kommunizieren.
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Aufgrund der robotergestützten Patientenliegen kann die Zugänglichkeit zum Behandlungsbereich des Patienten verbessert werden. Dadurch kann eine Behandlung des Patienten verbessert und deren Dauer verkürzt werden.
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Mit der robotergestützten Patientenliege lassen sich z.B. Orientierungen einstellen, die zu inneren Organbewegungen des Patienten führen können, so dass der Zugang zum Behandlungsbereich gegebenenfalls vereinfacht werden kann. Des Weiteren lassen sich Umbettungsvorgänge vereinfachen, da die Liegefläche neben ein Patientenbett gefahren und auch geneigt werden kann (Roll-Umlagerung).
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Die Patientenliege bzw. die relevante elektronische Steuervorrichtung kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass sie den Roboterarm der Patientenliege derart ansteuert, dass die Liegefläche eine Bewegung ausführt, die zumindest teilweise eine Atembewegung eines auf der Liegefläche liegenden Patienten kompensiert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:
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1, 2 einen medizinischen Arbeitsplatz mit einem, eine Verlängerungsvorrichtung aufweisenden medizinischen Roboter,
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3 einen weiteren medizinischen Arbeitsplatz mit einem, eine weitere Verlängerungsvorrichtung aufweisendenweiteren medizinischen Roboter, und
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4 die weitere Verlängerungsvorrichtung.
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Die 1 und 2 zeigen einen medizinischen Arbeitsplatz, der einen medizinischen Roboter 1 und ein Magnetresonanzgerät 11 umfasst.
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Der Roboter 1 umfasst einen Roboterarm 2. Der Roboterarm 2 weist insbesondere wenigstens sechs Freiheitsgrade, vorzugsweise genau sechs Freiheitsgrade auf. Der Roboterarm 2 umfasst mehrere, nacheinander angeordnete und durch Gelenke 3 verbundene Glieder 4. Die Glieder 4 können vorzugsweise ein ortsfestes oder bewegliches Gestell, ein relativ zum Gestell um eine vertikal verlaufende Achse drehbar gelagertes Karussell, eine Schwinge, ein Ausleger und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand mit einer z.B. als Flansch 5 ausgeführten Befestigungsvorrichtung sein. Die Schwinge ist insbesondere am unteren Ende z.B. an einem nicht näher dargestellten Schwingenlagerkopf auf dem Karussell um eine vorzugsweise horizontale Achse schwenkbar gelagert. Am oberen Ende der Schwinge ist wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse der Ausleger schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand mit ihren vorzugsweise drei Achsen.
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Der Roboterarm 2 ist für eine große Traglast ausgelegt. Unter einer großen Traglast wird eine Traglast von größer 80 kg, vorzugsweise größer als 90 kg verstanden.
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Um den medizinischen Roboter 1 bzw. dessen Roboterarm 2 zu bewegen, umfasst dieser in allgemein bekannter Weise mit einer elektronischen Steuervorrichtung 10 verbundene, nicht näher dargestellte Antriebe. Die Antriebe sind vorzugsweise elektrische Antriebe. Zumindest die elektrischen Motoren der elektrischen Antriebe sind im oder am Roboterarm 2 befestigt. Leistungselektroniken der elektrischen Antriebe sind z.B. innerhalb eines Gehäuses eines nicht näher dargestellten Steuerschranks angeordnet, innerhalb dem z.B. auch die elektronische Steuervorrichtung 10 angeordnet ist. Die Leistungselektroniken können aber auch im und/oder am Roboterarm 2 angeordnet sein.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Roboterarm 2 magnetische Materialien. Insbesondere sind alle Glieder 4, Gelenke 3 und der Flansch 5 des Roboterarms 2 zumindest teilweise aus magnetischem Material, z.B. Stahl, gefertigt. Als Roboterarm 2 kann demnach ein Roboterarm eines Standard-Industrieroboters verwendet werden.
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Der medizinische Roboter 1 umfasst ferner eine am Flansch 5 befestigte Verlängerungsvorrichtung 6, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt ist. Geeignete Materialien sind z.B. Kunststoff, Keramik oder Holz. Die Verlängerungsvorrichtung 6 ist mit einem seiner Enden am Flansch 5 befestigt. Das andere Ende der Verlängerungsvorrichtung 6 umfasst eine Haltevorrichtung 7 zum Befestigen eines medizinischen Instruments 8. Das medizinische Instrument 8 kann z.B. an die Haltevorrichtung 7 angesteckt oder geklemmt werden. Die Haltevorrichtung 7 ist ebenfalls vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt.
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Das medizinische Instrument 8 ist für die Behandlung eines Patienten P vorgesehen. Das medizinische Instrument 8 ist vorzugsweise eine Ablationssonde.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der medizinische Arbeitsplatz eine Patientenliege 21. Die Patientenliege 21 umfasst insbesondere einen Roboterarm 22, der für hohe Traglasten ausgelegt ist. Der Roboterarm 22 der Patientenliege 21 weist insbesondere wenigstens sechs Freiheitsgrade, vorzugsweise genau sechs Freiheitsgrade auf. Der Roboterarm 22 der Patientenliege 21 umfasst mehrere, nacheinander angeordnete und durch Gelenke 23 verbundene Glieder 24, sowie an einem seiner Enden eine z.B. als Flansch 25 ausgeführte Befestigungsvorrichtung.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Roboterarm 22 der Patientenliege 21 magnetische Materialien. Insbesondere sind alle Glieder 24, Gelenke 23 und der Flansch 25 des Roboterarms 22 der Patientenliege 21 zumindest teilweise aus magnetischem Material, z.B. Stahl, gefertigt. Als Roboterarm 22 kann demnach ein Roboterarm eines Standard-Industrieroboters verwendet werden.
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Die Patientenliege 21 umfasst eine Liegefläche 26, welche mit einem ihrer Enden an dem Flansch 25 des Roboterarms 22 befestigt ist. Auf der Liegefläche 26 liegt der Patient P während seiner Behandlung. Die Liegefläche 26 ist komplett aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt. Geeignete Materialien sind z.B. Kunststoff, Keramik oder Holz.
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Um die Liegefläche 26 bzw. den Roboterarm 22 der Patientenliege 21 zu bewegen, umfasst dieser mit einer weiteren elektronischen Steuervorrichtung 20 verbundene, nicht näher dargestellte Antriebe. Die Antriebe sind vorzugsweise elektrische Antriebe. Zumindest die elektrischen Motoren der elektrischen Antriebe sind im oder am Roboterarm 22 befestigt. Leistungselektroniken der elektrischen Antriebe sind z.B. innerhalb eines Gehäuses eines nicht näher dargestellten weiteren Steuerschranks angeordnet. Die Leistungselektroniken können aber auch im und/oder am Roboterarm 22 angeordnet sein.
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Die Patientenliege 21 kann eine eigene elektronische Steuervorrichtung, d.h. die weitere Steuervorrichtung 20 aufweisen, welche vorzugsweise mit der elektronischen Steuervorrichtung 10 des medizinischen Roboters 1 für eine Kommunikation verbunden ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der medizinische Roboter 1 und die Patientenliege 21 eine gemeinsame elektronische Steuervorrichtung aufweisen.
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Die Patientenliege 21 bzw. die weitere elektronische Steuervorrichtung 20 bzw. die gemeinsame elektronische Steuervorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den Roboterarm 22 der Patientenliege 21 derart ansteuert, dass die Liegefläche 26 eine Bewegung ausführt, die zumindest teilweise eine Atembewegung des Patienten P kompensiert.
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Somit kann durch eine geeignete Ansteuerung des Roboterarms 22 der Patientenliege 21 die Liegefläche 26 derart automatisch bewegt werden, dass die Atembewegungen des Patienten P z.B. während der Bildaufnahme mit dem Magnetresonanzgerät 11 und/oder während der Behandlung des Patienten P mit dem medizinischen Instrument 8 zumindest teilweise kompensiert wird.
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Der medizinische Arbeitsplatz umfasst das Magnetresonanzgerät 11, welches im Betrieb ein magnetisches Feld 12 erzeugt. Das Magnetresonanzgerät 11 ist vorgesehen, Bilder bzw. Bilddatensätze vom Inneren des Patienten P herzustellen. Für diese Bildgebung wird zumindest ein Teil des Patienten P insbesondere automatisch mittels der Patientenliege 21 in das Innere des Magnetresonanzgerätes 11 bewegt (Behandlungsbereich). Dann befindet sich auch zumindest ein Teil der Liegefläche 26 im Inneren des Magnetresonanzgerätes 11 bzw. im Behandlungsbereich und ist dem magnetischen Feld 12 ausgesetzt. Der Roboterarm 22 der Patientenliege 21 befindet sich jedoch stets außerhalb des Magnetresonanzgerätes 11 und ist somit keinem oder nur einem relativ geringen magnetischen Feld 12 ausgesetzt und stört daher wenn, dann nur unwesentlich die Bildgebung des Magnetresonanzgerätes 11.
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Sollte das Magnetfeld 12 derart stark sein, dass es den Roboterarm 22 der Patientenliege 21 versucht, in den Behandlungsbereich des Magnetresonanzgerätes 11 zu ziehen, dann wird dies durch ein entsprechendes Ansteuern der Antriebe des Roboterarms 22 verhindert.
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Des Weiteren ist es vorgesehen, dass sich während des Betriebs des Magnetresonanzgerätes 11 das medizinische Instrument 8, welches ebenfalls vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt ist, ebenfalls im Behandlungsbereich des Magnetresonanzgerätes 11 befindet bzw. mittels des Roboterarms 2 des medizinischen Roboters 1 in diesen hineinbewegt wird und somit ebenfalls dem magnetischen Feld 12 ausgesetzt ist. Dies ist in der 2 gezeigt. Somit befindet sich aber auch zumindest ein Teil der Verlängerungsvorrichtung 6 innerhalb des Magnetresonanzgerätes 11. Der Roboterarm 2 des medizinischen Roboters 1 befindet sich jedoch stets vollständig außerhalb des Magnetresonanzgerätes 11 bzw. außerhalb des Behandlungsbereichs und ist somit keinem oder nur einem relativ geringen magnetischen Feld ausgesetzt und stört daher wenn, dann nur unwesentlich die Bildgebung des Magnetresonanzgerätes 11.
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Sollte das Magnetfeld 12 derart stark sein, dass es den Roboterarm 2 des medizinischen Roboters 1 versucht, in das Innere des Magnetresonanzgerätes 11 zu ziehen, dann wird dies durch ein entsprechendes Ansteuern der Antriebe des Roboterarms 2 verhindert.
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Die in den 1 und 2 gezeigte Verlängerungsvorrichtung 6 ist starr ausgeführt und die Haltevorrichtung 7 zum Befestigen des medizinischen Instruments 8 ist starr mit der Struktur der Verlängerungsvorrichtung 6 verbunden oder mit dieser einstückig ausgebildet. Somit ist die Orientierung des medizinischen Instruments 8 relativ zum Flansch 5 stets gleich.
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Insbesondere ist das medizinische Instrument 8 und/oder die Haltevorrichtung 7 derart ausgebildet, dass die Orientierung des medizinischen Instruments 8 relativ zum Flansch 5 beim Befestigen des medizinischen Instruments 8 an der Haltevorrichtung 7 einstellbar ist. Hierbei kann von einer nicht näher dargestellten Person eine Richtung des medizinischen Instruments 8 vor einer Behandlung des Patienten P fest eingestellt werden. Die Orientierung des medizinischen Instruments 8 relativ zum Patienten P ergibt sich aus der Stellung des Roboterarms 2 des medizinischen Roboters 1 und der voreingestellten relativen Orientierung des medizinischen Instruments 8 relativ zum Flansch 5.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der medizinische Arbeitsplatz eine mit der elektronischen Steuervorrichtung 10 verbundene Eingabevorrichtung 13, mit der es einer Person ermöglich ist, den Roboterarm 2 des medizinischen Roboters 1, gegebenenfalls auch den Roboterarm 22 der Patientenliege 21 manuell zu bewegen.
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Vorzugsweise steht dieser Person die volle MR-Auflösung zur Verfügung. Sie kann die Roboterarme 2, 22 und damit die Intervention fernsteuern und die Bewegung des medizinischen Instruments 8 auf aktuell mit dem Magnetresonanzgerät 11 aufgenommenen MR Bildern verfolgen.
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Die 3 zeigt einen weiteren medizinischen Arbeitsplatz. Dieser unterscheidet sich von dem in den 1 und 2 gezeigten medizinischen Arbeitsplatz durch seinen medizinischen Roboter (weiterer medizinischer Roboter 31). Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Roboterarme 2 der beiden medizinischen Roboter 1, 31 identisch. Die beiden medizinischen Roboter 1, 31 unterscheiden sich durch ihre Verlängerungsvorrichtungen und gegebenenfalls durch die Programmierung der elektronischen Steuervorrichtung 10.
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Der weitere medizinische Roboter 31 umfasst anstelle der Verlängerungsvorrichtung 6 eine weitere Verlängerungsvorrichtung 36, die in der 4 näher dargestellt ist.
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Die Struktur 38 der weiteren Verlängerungsvorrichtung 36 ist vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt, z.B. aus Kunststoff, Keramik oder Holz. Die weitere Verlängerungsvorrichtung 36 ist an einem ihrer Enden am Flansch 5 des Roboterarms 2 befestigt und weist an ihrem anderen Ende eine weitere Haltervorrichtung 37 auf. Die weitere Verlängerungsvorrichtung 37 weist wenigstens zwei Freiheitsgrade, vorzugsweise genau zwei Freiheitsgrade auf. Dies wird z.B. dadurch realisiert, dass die weitere Haltevorrichtung 37 gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 10 schwenkbar ausgeführt ist. Dadurch ist es möglich, das an der weiteren Haltevorrichtung 37 befestigte medizinische Instrument 8 relativ zum Flansch 5 zu bewegen. Somit ist es möglich, die Orientierung des medizinischen Gerätes 8 relativ zum Flansch 5 und gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 10 zu ändern.
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Um die Orientierung der weiteren Haltevorrichtung 37 und somit die Orientierung des an der weiteren Haltevorrichtung 37 befestigten medizinischen Instruments 8 gesteuert durch die elektronischen Steuervorrichtung 10 zu ändern, umfasst die weitere Verlängerungsvorrichtung 36 einen z.B. innerhalb ihrer Struktur 38 angeordneten Aktuator 39. Dieser im Bereich des der der Haltevorrichtung 37 entgegengesetzten Ende in oder an der weiteren Verlängerungsvorrichtung 36 angeordnet und mittels einer Übertragungsvorrichtung mit der weiteren Haltevorrichtung 37 gekoppelt. Die Übertragungsvorrichtung ist aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt. Der Aktuator 39 ist mit der elektronischen Steuervorrichtung 10 gekoppelt und kann magnetisches Material umfassen.
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Somit ist die weitere Verlängerungsvorrichtung 36 zumindest in den Bereichen außerhalb demjenigen Ende, an dem die weitere Verlängerungsvorrichtung 36 an der Befestigungsvorrichtung 5 befestigt ist, vollständig aus einem nicht-magnetischen Material gefertigt.
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Die Übertragungsvorrichtung umfasst z.B. ein Gestänge, Seile, eine Pneumatik oder eine Hydraulik.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Übertragungsvorrichtung ein Seil 35. Das Seil 35 ist mit einem seiner Enden mit dem Aktuator 39 und mit seinem anderen Ende mit einer nahe dem Aktuator 39 innerhalb der Struktur 38 der Verlängerungsvorrichtung 38 drehbar angeordneten Walze 32 verbunden. Das Seil 35 ist außerdem mit der weiteren Haltevorrichtung 37 gekoppelt. Durch ein Verstellen des Aktuators 39 kann somit die Orientierung der weiteren Haltevorrichtung 39 relativ zur Struktur 38 der weiteren Verlängerungsvorrichtung 36 bzw. zum Flansch 5 verändert werden.
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In dem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der weitere medizinische Roboter 31 aufgrund der weiteren Verlängerungsvorrichtung 36 wenigstens einen weiteren Freiheitsgrad, deren zugeordnete Achse zur Orientierungsführung des medizinischen Instrumentes 8 mittels der Eingabevorrichtung 13 und gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 10 angesteuert werden kann. Insbesondere kann die elektronische Steuervorrichtung 10 derart eingerichtet sein, dass sie die kartesische Position des medizinischen Instruments 8 berechnen und umgekehrt auch bahngeführt zu einer kartesischen Zielposition hinfahren kann. Dadurch ist es möglich, automatisch Positionen für das medizinische Instrument 8 anzufahren, die in der MR-Bildgebung markiert werden. In diesem Fall ist die Führung des medizinischen Instruments 8 Bestandteil der Steuerung des weiteren medizinischen Roboters 31 und kann in eine Bahnplanung des weiteren medizinischen Roboters 31 integriert werden. Dies ermöglicht eine differenzierte Therapieplanung, mit der bildgebungsgestützt ein verbesserter, wenn nicht gar idealer Zugang zum Situs, d.h. den Behandlungsbereich, ermittelt werden kann und erst nach Abschluss der Therapieplanung die Therapie voll- oder teilautomatisch durchgeführt werden kann.
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Damit die Zugänglichkeit zum Situs bzw. Behandlungsbereich des Patienten P weiter verbessert wird und dadurch eine Behandlung des Patienten P verbessert und deren Dauer verkürzt wird, umfassen in den Ausführungsbeispielen die medizinischen Arbeitsplätze die robotergestützte Patientenliege 21.
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Mit der robotergestützten Patientenliege 21 lassen sich nun Orientierungen einstellen, die zu inneren Organbewegungen des Patienten P führen können, so dass der Zugang zum Situs gegebenenfalls vereinfacht werden kann. Des Weiteren lassen sich Umbettungsvorgänge vereinfachen, da die Liegefläche 26 neben das Patientenbett gefahren und auch geneigt werden kann (Roll-Umlagerung).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2008/0161830 A1 [0002]
- US 2006/0149147 A1 [0003]
